Підручник з Хімії (рівень стандарту). 11 клас. Григорович - Нова програма

§ 18. Розв'язання задач за рівняннями реакцій, якщо один із реагентів узято в надлишку

• Якщо в умові задачі дано кількісні дані про два реагенти, необхідно перевірити, який із реагентів узято в надлишку.

• Для визначення необхідно порівняти відношення кількості речовини реагентів A та B до їхніх стехіометричних коефіцієнтів a і b

• Для обчислення за хімічними рівняннями потрібно використовувати кількісні дані про реагент, який узято в нестачі

Під час хімічних взаємодій речовини витрачаються тільки в стехіометричних співвідношеннях, тобто в тих співвідношеннях, у яких вони зазначені в рівнянні хімічної реакції. Якщо одного з реагентів взято більше, то він наявний у надлишку і під час реакції витратиться не повністю. Кількісні дані про цей реагент не можна використовувати під час розрахунків за хімічним рівнянням, оскільки в реакцію вступає тільки певна частина цього реагенту. Тому перед розрахунками за рівнянням реакції необхідно визначити, який із реагентів подається в надлишку, а який — у нестачі.

Такий тип задач (часто їх називають «задачі на надлишок та нестачу») досить просто виявити: в умові зазначено масу, кількість речовини або об'єм для обох реагентів, хоча зазвичай для розрахунків за хімічним рівнянням достатньо знати відомості лише про один реагент.

Для того щоб визначити, який із реагентів узято в надлишку, можна скористатися простим правилом. Як вам відомо, відношення кількості речовини реагентів до їхніх стехіометричних коефіцієнтів дорівнюють одне одному.

Якщо речовина В наявна в надлишку щодо речовини А, то:

Отже, щоб визначити, який із реагентів узято в надлишку, необхідно обчислити кількість речовини обох реагентів і розділити їх на стехіометричні коефіцієнти з рівняння реакції. Для реагенту, що наявний у надлишку, це відношення буде більшим.

Задача 1. Цинк масою 32,5 г помістили в хлоридну кислоту, у якій маса HCl дорівнює 109,5 г. Визначте об'єм водню (н. у.), що виділиться під час реакції.

Задача 2. Змішали два розчини з однаковими масами: хлоридну кислоту та розчин калій гідроксиду, у яких масові частки обох реагентів також однакові. Визначте, яке середовище (кислотне чи лужне) буде в розчині після зливання двох реактивів.

Ключова ідея

Речовини вступають у хімічні взаємодії лише в стехіометричних співвідношеннях відповідно до рівняння реакції. Такі співвідношення дозволяють визначити, яку речовину взято в надлишку, а яку — у нестачі.

Комплексні завдання

252. Для одержання гідроген хлориду змішали хлор масою 14,2 г та водень масою 6 г. Обчисліть об'єм одержаного гідроген хлориду (н. у.) і масу реагенту, що залишиться.

253. До цинку масою 6,5 г додали хлоридну кислоту масою 150 г із масовою часткою гідроген хлориду 20 %. Обчисліть об'єм виділеного газу (н. у.).

254. До розчину натрій хлориду масою 100 г із масовою часткою солі 2 % долили розчин аргентум(І) нітрату такої самої маси з масовою часткою солі 1 %. Обчисліть масу осаду, що утвориться.

255. Кальцій карбонат масою 150 г залили розчином хлоридної кислоти масою 1 кг із масовою часткою кислоти 5 %. Обчисліть масову частку солі в отриманому розчині.

256. Цинк масою 13 г сплавили із сіркою масою 7 г. Продукт реакції обробили надлишком хлоридної кислоти. Обчисліть об'єм газу (н. у.), що виділився.

257. Обчисліть об'єм газуватого сульфур(VI) оксиду, який можна добути із сульфур(IV) оксиду об'ємом 150 л та кисню об'ємом 100 л.

258. Обчисліть масу гідроген сульфіду, що утвориться під час взаємодії сірки масою 5,6 г і водню об'ємом 5,6 л (н. у.).

259. Змішали розчини сульфатної кислоти і барій хлориду масою по 500 г. Масова частка кислоти в початковому розчині становить 10,4 %, а барій хлориду — 20,8 %. Обчисліть масу утвореного осаду.

260. До розчину, що містить 14 г сульфатної кислоти, додали купрум(ІІ) гідроксид масою 12 г. Обчисліть масу утвореної солі та масу надлишкової речовини, що не прореагувала.

261. Обчисліть масу амоніаку, яку можна добути, використовуючи азот масою 98 кг та водень масою 10 кг.

Завдання з розвитку критичного мислення

262. Як ви вважаєте, з якою метою під час проведення експериментів у лабораторіях і промисловості ту чи іншу речовину беруть у надлишку? Чи будь-яку речовину можна брати в надлишку?